`
fantaxy025025
  • 浏览: 1311347 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
社区版块
存档分类

基本知识学习:时钟周期 机器周期 总线周期 指令周期

阅读更多
学习linux才发现要懂得好多细节性的东西,这些东西原来总认为不知道也可以照样工作,呵呵~
总体来说,学习计算机在windows下就是个错误,起码在入门后应该转移到linux/unix下来,尤其是对于计算机专业的人来说!

基本知识,还需要好好补补~朝花夕拾!

From:
http://hi.baidu.com/sodarfish/blog/item/8c6a4503816a28ea09fa93c3.html
===================================================================================
时钟周期

    时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。

   在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。但是,由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同,所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的 8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。

   在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

机器周期

    在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。8051系列单片机的一个机器周期同6 个S周期(状态周期)组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6 个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
    机器周期:通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期,(也就是 计算机通过内部或外部总线进行一次信息传输从而完成一个或几个微操作所需要的时间

指令周期

    指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。指令不同,所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
    通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。

总线周期

   1.微处理器是在时钟信号CLK控制下按节拍工作的。8086/8088系统的时钟频率为4.77MHz,每个时钟周期约为200ns。
2.由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。通常把CPU通过总线对微处理器外部(存贮器或 I/O接口)进行一次访问所需时间称为一个总线周期。一个总线周期一般包含4个时钟周期,这4个时钟周期分别称4个状态即T1状态、T2状态、T3状态和 T4状态。

------------------------------------------------------------------------

总结一下,它们之间的关系就是,指令周期由若干个机器周期组成,总线周期一般由4个时钟周期组成。
机器周期和总线周期……机器周期指的是完成一个基本操作的时间,这个基本操作有时可能包含总线读写,因而包含总线周期,但是有时可能与总线读写无关,所以,并无明确的相互包含的关系
指令周期:是CPU的关键指标,指取出并执行一条指令的时间。一般以机器周期为单位,分单指令执行周期、双指令执行周期等。现在的处理器的大部分指令(ARM、DSP)均采用单指令执行周期。

机器周期:完成一个基本操作的时间单元,如取指周期、取数周期。

时钟周期:CPU的晶振的工作频率的倒数。(fantaxy:晶振一次需要的时间)

例子:22.1184MHZ的晶振,它的晶振周期、时钟周期和机器周期分别是多少?
        以51为例,晶振22.1184M,时钟周期(晶振周期)就是(1/22.1184)μs,一个机器周期包含12个时钟周期,一个机器周期就是 0.5425μs。一个机器周期一般是一条指令花费的时间,也有些是2个机器周期的指令,DJNZ,是双周期指令.

fantaxy:
周期:就是时间,完成一次任务的时间
时钟周期:这个名字的英文clock cycle; clock period;时钟是用来计时的,是一个基本单位;在计算机中,cpu的晶振时间就是一个最最基本的单位,因此时钟周期很基本,别的周期都用他来参考!
分享到:
评论

相关推荐

    单片机的时钟周期,机器周期,指令周期详解

    - 指令周期:对于单周期指令为1μs;对于双周期指令为2μs;对于四周期指令为4μs。 综上所述,时钟周期、机器周期与指令周期是理解单片机运行机制的基础概念,掌握这些概念有助于更好地理解和优化程序的执行效率。

    单片机指令周期_机器周期_状态周期_振荡时钟周期之间的关系

    ### 单片机指令周期、机器周期、状态周期与振荡时钟周期之间的关系 #### 振荡时钟周期(时钟周期) 时钟周期是单片机中最为基础的时间单位,也是整个系统时间脉冲的基础。它可以被定义为单片机外接晶振的倒数。...

    单片机与DSP中的单片机:时钟周期,机器周期,指令周期,总线周期

    在电子技术领域,尤其是单片机与数字信号处理器(DSP)的设计中,了解时钟周期、机器周期、指令周期和总线周期的概念至关重要,因为它们决定了微处理器的运行速度和性能。下面将详细阐述这些概念。 时钟周期是...

    单片机:时钟周期,机器周期,指令周期,总线周期

    时钟周期:  时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12us),是计算机中基本的、的时间单位。  在一个时钟周期内...

    单片机:时钟周期,机器周期,指令周期总结来了

    在本文中,我们将详细介绍单片机的时钟周期、机器周期和指令周期这三个基本概念。 时钟周期是单片机中最基本的时间单位,它是时钟脉冲的倒数,也就是说时钟周期是单片机外接晶振的倒数。例如,如果单片机外接的是12...

    指令周期时钟周期总线周期概念辨析.pdf

    指令周期时钟周期总线周期概念辨析.pdf

    指令周期、机器周期、等各种周期介绍

    ### 指令周期、机器周期、时钟周期及总线周期详解 #### 一、时钟周期 **定义:** 时钟周期是计算机中最基本的时间单位,它是指时钟脉冲信号的一个完整周期,也就是时钟频率的倒数。在计算机系统中,时钟脉冲用于...

    单片机时钟_机器_指令周期

    每个指令周期由一个或多个总线周期组成,而每个总线周期又由若干个时钟周期构成。 在AVR单片机中,由于采用了精简指令集(RISC)架构,机器周期和时钟周期是相等的,这使得AVR在相同时钟频率下能更快地执行指令。例如...

    计组头歌实验:MIPS单周期CPU设计(24条指令)(HUST)1-4关源码

    单周期CPU意味着所有操作在一个时钟周期内完成,简化了硬件结构,但可能降低了性能。设计包括取指单元(IF),解码单元(DEC),执行单元(EX),内存访问单元(MEM)和写回单元(WB)。每个阶段都需要处理不同任务,如取指令...

    单总线CPU设计(定长指令周期3级时序)(HUST).zip

    “定长指令周期---单总线CPU设计”涉及到如何构建这样的CPU。在单总线CPU中,指令和数据都通过同一总线传输,因此需要精确的时序控制来避免数据冲突。设计时要考虑如何在有限的时钟周期内完成读取、处理和写回操作,...

    8指令单周期MIPS CPU设计

    "8指令单周期MIPS CPU设计"是一个项目,旨在构建一个能执行8条特定指令的简单MIPS处理器,并且该处理器在一个时钟周期内完成所有操作,即单周期CPU。 单周期硬布线控制器是这个设计的核心部分。它不依赖于微程序来...

    计算机组成原理:6.2.2 指令周期.ppt

    1. 取指令周期:首先,程序计数器(PC)的值被加载到地址寄存器(AR),然后地址通过地址总线(ABUS)传输到内存,从内存中读取指令,并通过数据总线(DBUS)传回,存储到指令寄存器(IR)中。同时,PC的值会增加,以便于获取...

    单片机中几种周期的区别与计算方法

    不同的周期对应着单片机中不同层次的运行机制,它们分别是时钟周期、机器周期和指令周期。理解这些周期的区别和计算方法对于单片机的编程和设计至关重要。 首先,时钟周期是单片机中最小的时间单位,它决定了CPU的...

    计组头歌实验:单总线CPU设计(定长指令周期3级时序)(HUST)1-6关

    总之,"计组头歌实验:单总线CPU设计(定长指令周期3级时序)(HUST)1-6关"是一个全面的教育项目,涵盖了计算机硬件设计的核心概念,对于学习计算机体系结构的学生来说,这是一个极好的实践机会。通过这个实验,学生...

    单片机指令周期入门教程

    在深入探讨单片机指令周期之前,我们需要了解一些基础概念,包括节拍、状态、机器周期和指令周期。 1. **节拍**(P):指的是振荡脉冲的周期,它是构成时序的基础单位。 2. **状态**(S):振荡脉冲经过二分频后...

    单总线CPU设计(变长指令周期3级时序)(HUST).zip

    例如,在一个时钟周期内,总线可能用于传输指令,下一个时钟周期则用于传输数据。这种设计使得总线的利用率更高,但也可能导致冲突和效率问题。 变长指令周期意味着不同的指令在执行时需要不同数量的时钟周期。简单...

    8086cpu的基本总线周期中各个t状态的作用

    8086cpu的基本总线周期是指cpu执行一条访问内存或端口的机器指令所需的时间,该周期由四个时钟周期T组成。每个时钟周期的时长取决于cpu的时钟频率。例如,如果cpu的时钟频率为24MHz,那么它的一个时钟周期为41.5ns,...

    TMS320F2812工作机制及指令周期测试

    1. 指令周期定义:在TMS320F2812中,指令周期是执行一条指令所需的时间,通常以时钟周期数来衡量。不同类型的指令有不同的执行时间,这取决于指令的复杂度和数据访问方式。 2. 测试方法:指令周期测试通常通过编写...

    英特尔8086指令周期表

    8086处理器的指令周期表是学习和理解该处理器指令执行时间的基础资料,它详细列出了每条指令所需的周期数、地址计算生成时间和总线数据传输时间,对于学习微机原理和深入了解微处理器的性能具有重要意义。...

    MIPS单周期CPU设计-24条指令-详细实现

    在单周期CPU中,所有这些步骤都在同一时钟周期内完成,因此效率较高,但可能会导致某些资源冲突,例如ALU和数据总线在同一时刻需要访问RF。为了解决这些问题,多周期CPU设计会将操作分解到不同的时钟周期。 对于这...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics